Synthèse et études à l’interface air/eau de nouveaux analogues de lipides d’Archaea
Institution:
Rennes, Ecole nationale supérieure de chimieDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
Archaeal membrane lipids are mainly responsible for the remarkable ability of these organisms to live under harsh environment. The structural features of these lipids (ether linkage, branched chains, atypical stereochemistry and presence of cyclopentane) provide a high chemical, enzymatic and physical stability to the membrane. These lipids are studied to determine structure/property relationships existing within the membrane. New archaeal lipid analogue synthesis and characterisations at the air/water interface are described in this work. Our aim was to determine the structure/property relationships involved by several different structural features. In the first bibliographic chapter, we remind natural archaeal lipid structures extracted from these extremophilic organisms. Particular look focus on the 1,3- disubstituted cyclopentane included in these lipids. The second chapter deals with the synthetic strategy developed to access new analogues. A distinction will be made between structures where cyclopentane absolute stereochemistry is uncontrolled and structures strictly enantio-enriched. Studies of the synthetic archaeal lipid structure self-organisation at the air/water interface are the subjects of the third chapter. On the basis of physicochemical analyses performed (tensiometry, ellipsometry and atomic force microscopy), the self-organisation properties of pure lipids or of mixtures of lipids are discussed. These studies allowed us to demonstrate the influence of the polar head, the influence of the cyclopentane and glycerol moiety configuration and the influence of the mixture compositions on natures and properties of supramolecular objects formed at the air/water interface.
Abstract FR:
Les lipides membranaires d’Archaea contribuent pour une large part à la remarquable capacité de ces organismes à vivre dans des conditions extrêmes. Les particularités structurales de ces lipides (liaison éther, ramifications, stéréochimie atypique, présence de cyclopentane) apportent une stabilité chimique, enzymatique et physique à la membrane lipidique. Ces lipides font l’objet d’étude en vue de déterminer les relations structure/propriétés existant au sein des membranes. Les travaux décrits dans ce mémoire traitent de la synthèse et de la caractérisation à l’interface air/eau de nouveaux analogues de lipides d’Archaea. Notre objectif était de déterminer les relations structure/propriétés relatives aux différents éléments structuraux de ces analogues. Le premier chapitre concerne la description des structures des lipides naturels des Archaea isolés de ces organismes extrêmophiles. Une attention particulière est portée sur le motif cyclopentane 1,3-disubstitué présent au sein de ces lipides. Le deuxième chapitre traite de la stratégie de synthèse permettant d’accéder à de nouveaux analogues. Une distinction est alors effectuée entre des structures dont le motif cyclopentane présente une stéréochimie absolue non contrôlée et des structures strictement énantio-enrichies. Le troisième chapitre concerne l’étude à l’interface air/eau de l’autoorganisation des structures synthétisées. Sur la base des analyses physicochimiques réalisées (tensiométrie, ellipsométrie et microscopie à force atomique), les modes d’organisation de ces différents lipides purs ou en mélange seront discutés. L’influence de la tête polaire, l’influence de la configuration du motif cyclopentane et du motif glycérol, ainsi que l’influence de la composition lipidique d’un mélange sont clairement démontrées si l’on se réfère à la nature et aux propriétés des objets supramoléculaires formés à l’interface air/eau à partir des lipides synthétisés.